发光器件制造技术

一种发光器件，包括：发光结构，其具有第一导电半导体层、在第一导电半导体层下方设置的有源层、和在有源层下方设置的第二导电半导体层；在发光结构的一部分中形成的沟槽；在沟槽中的电流阻挡层并且设置为阻止电流供给至其中存在沟槽的部分处的有源层并且阻挡在沟槽上方的有源层发光；和在其中存在沟槽的部分上方的第一导电半导体层上的第一电极。

【技术实现步骤摘要】

本公开涉及一种发光器件。
技术介绍
发光器件包括将电能转化为光能的P-N结二极管。所述二极管通过将元素周期表 上的III族和V族元素结合而形成。通过控制化合物半导体的组成比，发光器件也可发出 各种颜色。更具体地，当施加正向电压时，n-层的电子与p-层的空穴复合，以放出对应于导 带和价带之间的能隙的能量。然后该能量作为光发出。此外，例如氮化物半导体由于它们具有高的热稳定性和宽的能隙，所以正在考虑 将其用于光学器件和高功率电子器件的领域中。特别地，使用氮化物半导体的蓝色LED、绿 色LED和UV LED是可得到的。此外，发光器件可分类为水平型和垂直型。而且，在相关技术的垂直发光器件的上方/下方分别设置N-型电极和P-型电极。 在这种情况下，分别通过N-型电极和P-型电极注入的电子和空穴进入有源层，并且彼此复 合以产生光。所产生的光然后发出至外部或者被N-型电极反射并损失。因此，相关技术的发光器件的限制在于因为在N-型电极下方发出的光被N-型 电极反射，所以发光效率降低。而且，相关技术发光器件的限制在于由于被N-型电极反 射的光的再吸收，所以产生过量的热。而且，相关技术发光器件的限制在于由于电流拥挤 (current crowding)，所以导致寿命和可靠性劣化。
技术实现思路
因此，本专利技术的一个目的是解决上述及其它问题。本专利技术的另一个目的是提供能够增强光提取效率以及电流分布效率的发光器件。为实现这些及其他优点并且根据本专利技术的目的，如本文所包括并且广泛描述的那 样，本专利技术一方面提供一种发光器件，包括发光结构，其具有第一导电半导体层、在所述第 一导电半导体层下方设置的有源层、以及在所述有源层下方设置的第二导电半导体层；在 所述发光结构的一部分中的沟槽；在所述沟槽中的电流阻挡层，并且所述电流阻挡层设置 为阻止电流供给至沟槽所在的部分处的有源层并且阻挡所述沟槽上方的有源层发光；以及 在沟槽所在的部分上方的所述第一导电半导体层上的第一电极。通过以下给出的详细说明，将使得本专利技术的可应用性的其它范围变得明显。然而， 应理解详细描述和具体的实例虽然表示本专利技术的优选实施方案，但是给出它们仅仅是作为 示例性的，这是因为对于本领域技术人员来说，通过这些详细的描述，可在本专利技术的精神和 范围内明显地做出各种改变和变化。附图说明通过以下给出的详细描述和附图，可更全面地理解本专利技术，附图仅是示例性地给出的，因此不限制本专利技术，其中图1是说明根据本专利技术一个实施方案的发光器件的横截面图；和图2 8是说明制造根据本专利技术一个实施方案的发光器件的方法的横截面图。具体实施例方式现在将详细说明本公开的实施方案，在附图中对其实例进行说明。图1是说明根据本专利技术一个实施方案的发光器件的横截面图。如图所示，发光器 件包括第一导电半导体层110、有源层120、第二导电半导体层130、电流阻挡层140、反射 层150、衬底160和第一电极170。此外，在通过移除一部分发光结构制成的沟槽T中形成电流阻挡层140。在第二导 电半导体层130上还可设置第二电极。此外，电流阻挡层140可包括介电层、扩散层和离子 注入层中的至少一个。根据本专利技术一个实施方案的发光器件通过有效控制电流流动提高光提取效率，并 且通过利用电流分布来提高器件可靠性。具体地，根据本专利技术一个实施方案的发光器件通 过在对应于第一电极的位置处形成电流阻挡层、沟槽和粗糙结构区域来提高光提取效率， 并且因此提高光输出功率。以下，将参考图2 8描述根据本专利技术一个实施方案的制造发光器件的方法。发光器件可由例如GaN、GaAs、GaAsP和GaP材料形成。例如，绿色-蓝色LED可 由GaNdnGaN)形成，黄色到红色LED可由InGaAlP和AlGaAs形成。然后根据材料组成可 实现全色。首先，如图2中所示，准备第一衬底100。第一衬底100可为例如蓝宝石(A1203)衬 底和SiC衬底。还可对第一衬底100实施湿清洗工艺以移除其表面上的杂质。然后，在第一衬底100上形成第一导电半导体层110。例如，第一导电半导体层110 可通过利用化学气相沉积(CVD)工艺、分子束外延(MBE)工艺、溅射工艺或者氢化物气相外 延(HVPE)工艺形成N-型GaN层来形成。第一导电半导体层110还可通过注入三甲基镓气 体(TMGa)、氨气(NH3)、氮气(N2)和包含N-型杂质例如硅(Si)的硅烷气体(SiH4)到腔室 中来形成。在一个实施方案中，在第一衬底100上可形成未掺杂的半导体层，然后在未掺杂 的半导体层上可形成第一导电半导体层110。例如，在第一衬底100上可形成未掺杂的GaN 层，然后在未掺杂的GaN层上可形成N-型GaN层110。然后，在第一导电半导体层110上形成有源层120。当从第一导电半导体层110注 入的电子与从第二导电半导体层130注入的空穴相遇时，有源层120是发出光的层并且具 有由有源层(发光层)材料的本征能带所确定的能量。有源层120还可具有通过交替或者 连续地层叠具有不同能带的氮化物半导体薄层而形成的量子阱结构。例如，有源层120可 具有通过注入三甲基镓气体(TMGa)、氨气(NH3)、氮气(N2)和三甲基铟气体(TMIn)等而形 成的InGaN/GaN的多量子阱结构。然后，在有源层120上形成第二导电半导体层130。例如，第二导电半导体层130 可包括通过注入三甲基镓气体(TMGa)、氨气(NH3)、氮气(N2)和包含P_型杂质例如镁(Mg) 的双乙基环戊二烯基镁(EtCp2Mg) {Mg(C2H5C5H4)2}到腔室中而形成的P_型GaN层。如图3所示，通过移除一部分第二导电半导体层130、有源层120和第一导电半导 体层110形成第一沟槽T1。例如，可对与第一电极170在空间上相反的位置处实施蚀刻工 艺，直至暴露出一部分第一导电半导体层110。用于形成第一沟槽T1的蚀刻工艺也可通过 干蚀刻工艺或者湿蚀刻工艺来实施。此外，第一沟槽T1在与第一电极170在空间上交叠的位置处形成。第一沟槽T1 也可通过蚀刻第二导电半导体层130、有源层120和第一导电半导体层110以暴露出一部分 第一导电半导体层110而形成。在根据本专利技术该实施方案的发光器件中，因为移除了一部分有源层120，所以在形 成了第一沟槽T1的区域中不产生光。因此，可使得位于第一沟槽T1上方的第一电极170 的光吸收最小化。而且，可防止第一电极170下方的电流集中并反而引起电流分布，由此改 善发光器件的可靠性。图4和5说明沟槽的不同形状。例如，如图4中所示，通过对发光器件的蚀刻工艺 形成具有特定倾斜度的第二沟槽T2。此外，考虑到发光器件的晶体取向，由于蚀刻工艺使得 第二沟槽T2顶部的宽度小于第二沟槽T2底部的宽度。因此，由后续形成的发光层发出的 光可有效地反射至外部。如图5中所示，通过对发光器件的蚀刻工艺形成第三沟槽T3。例如，可蚀刻掉仅一 部分第二导电半导体层130，然后在第三沟槽T3上形成电流阻挡层140。而且，因为电流阻 挡层140阻止将电流平稳地供给至其中形成有第三沟槽T3的区域，所以在沟槽T3上方的 有源层120不发光。因此，可使得在第三沟槽T3上方的第一电极170的光吸收最小化。以下，将作为一个实例描述如图3中所述的第本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种发光器件，包括：发光结构，所述发光结构包括第一导电半导体层、在所述第一导电半导体层下方设置的有源层、和在所述有源层下方设置的第二导电半导体层；在所述发光结构的一部分中形成的沟槽；在所述沟槽中的电流阻挡层，所述电流阻挡层设置为阻止电流供给至所述沟槽所在的部分处的所述有源层并设置为阻挡在所述沟槽上方的有源层发光；和在所述沟槽所在的部分上方的所述第一导电半导体层上的第一电极。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：黄盛珉，
申请(专利权)人：LG伊诺特有限公司，
类型：发明
国别省市：KR[韩国]